Hoe cellen ontdekt werden en de celtheorie
Een cel is de kleinste eenheid die leeft. De meeste cellen zijn te klein om met het blote oog te zien, dus gebruiken we een microscoop (een instrument dat kleine dingen groot laat lijken).
- 1665 – Robert Hooke zag kleine hokjes in een plak kurk en noemde ze cellen (Latijn cella = kamertje). Dit waren dode cellen.
- 1674 – Leeuwenhoek zag met een betere lens levende cellen, zoals bacteriën, in slootwater.
- 1831 – Robert Brown ontdekte de celkern.
- 1838–39 – Schleiden en Schwann zeiden dat alle planten en dieren uit cellen bestaan.
- 1855 – Virchow voegde toe dat nieuwe cellen alleen ontstaan uit cellen die al bestaan.
De celtheorie in drie regels
- Alle levende wezens bestaan uit één of meer cellen.
- De cel is de basiseenheid van bouw en werking.
- Alle cellen komen voort uit bestaande cellen.
Wezens met één cel (amoebe, bacteriën) zijn eencellig. Wezens met veel cellen (jij, een mangoboom) zijn meercellig.
Probeer het thuis
Trek het dunne vliesje van de binnenkant van een uienschil, leg het in een druppel water op een objectglaasje en kijk met een schoolmicroscoop of een sterke macrolens van je telefoon. Je ziet nette, baksteenachtige cellen.
Prokaryote en eukaryote cellen, plantaardige en dierlijke cellen
Prokaryoot en eukaryoot
| Prokaryoot | Eukaryoot |
|---|---|
| Heel klein (1–10 µm) | Groter (5–100 µm) |
| Geen kernmembraan; het DNA ligt in een gebied dat het nucleoïde heet | Echte kern met een kernmembraan |
| Geen organellen met een membraan (geen mitochondriën, geen bladgroenkorrels) | Veel organellen met een membraan |
| Bacteriën, blauwwieren | Planten, dieren, schimmels, amoebe |
Plantencel en dierlijke cel
| Plantencel | Dierlijke cel |
|---|---|
| Celwand van cellulose buiten het membraan | Geen celwand |
| Vaste, doosachtige vorm | Vorm kan veranderen, vaak rond |
| Bladgroenkorrels aanwezig (in groene delen) | Geen bladgroenkorrels |
| Eén grote centrale vacuole | Kleine of geen vacuolen |
| Centriolen meestal afwezig | Centriolen aanwezig |
Beide hebben een celmembraan, cytoplasma, kern, mitochondriën, ER, Golgi-apparaat en ribosomen.
Celorganellen en hun functies
Organellen zijn kleine onderdelen in een cel, elk met één taak – zoals kamers in een fabriek.
- Celmembraan (plasmamembraan): dun buitenvliesje. Het is selectief doorlaatbaar – het laat sommige stoffen door en houdt andere tegen.
- Celwand (planten, schimmels): stevige laag cellulose buiten het membraan. Geeft vorm en sterkte en voorkomt dat de cel in water openbarst.
- Kern (nucleus): de controlekamer. Hij bevat de chromosomen van DNA, die instructies bevatten en eigenschappen doorgeven aan de volgende generatie.
- Cytoplasma: de gelei die de cel vult; de organellen zitten erin.
- Mitochondriën: de energiecentrales. Ze breken voedsel af en maken energie vrij in de vorm van ATP. Ze hebben eigen DNA en eigen ribosomen.
- Plastiden: bladgroenkorrels (groen, met bladgroen – maken voedsel door fotosynthese) en leucoplasten (kleurloos, slaan zetmeel, olie en eiwit op). Plastiden hebben ook eigen DNA.
- Endoplasmatisch reticulum (ER): een netwerk van buisjes. Ruw ER heeft ribosomen en helpt eiwitten maken; glad ER maakt vetten (lipiden) en helpt gifstoffen af te breken in levercellen. Samen maken ze membranen aan (membraanvorming).
- Ribosomen: maken eiwitten.
- Golgi-apparaat: bewaart, verandert en verpakt stoffen en stuurt ze weg; vormt ook lysosomen.
- Lysosomen: zakjes met verteringsenzymen die afval en versleten onderdelen opruimen. Als de cel zwaar beschadigd is, barsten ze open en verteren ze de cel zelf. Daarom heten ze zelfmoordzakjes.
- Vacuolen: opslagblaasjes. Heel groot in plantencellen (ze kunnen het grootste deel van de cel vullen) en houden de cel stevig (turgescent).
Diffusie en osmose
Diffusie: deeltjes verspreiden zich vanzelf van een plek waar ze dichter op elkaar zitten naar een plek waar ze minder dicht zitten. Zuurstof gaat door diffusie de cel in en koolstofdioxide gaat eruit.
Osmose: beweging van water door een selectief doorlaatbaar membraan van een plek met meer water (verdunde oplossing) naar een plek met minder water (geconcentreerde oplossing).
Drie soorten oplossing buiten de cel
- Hypotoon (buiten verdunder, bijvoorbeeld zuiver water): water gaat naar binnen, de cel zwelt op. Dierlijke cellen kunnen openbarsten; plantencellen blijven stevig door de wand.
- Isotoon (even sterk): geen nettobeweging, geen verandering.
- Hypertoon (buiten geconcentreerder, bijvoorbeeld zout water): water gaat naar buiten, de cel krimpt. In plantencellen trekt de inhoud los van de wand – dit heet plasmolyse.
Cellen nemen ook voedsel op door endocytose: een amoebe slaat zijn membraan om het voedsel heen. Dit werkt doordat het membraan soepel is.
Probeer het thuis
Neem twee kommen: één met gewoon water, één met heel zout water. Doe in elke kom 5 rozijnen. Vergelijk na 2 uur. Voorspel eerst en controleer dan.
Celdeling: mitose en meiose
Nieuwe cellen zijn nodig om te groeien, om oude of beschadigde cellen te vervangen en om geslachtscellen (gameten) te maken.
| Mitose | Meiose |
|---|---|
| 1 cel → 2 dochtercellen | 1 cel → 4 dochtercellen (twee delingen) |
| Evenveel chromosomen als de moedercel | De helft van het aantal chromosomen |
| Dochtercellen zijn identiek | Dochtercellen zijn verschillend |
| Voor groei en herstel (huid, worteltop) | Alleen in voortplantingsorganen om zaadcellen en eicellen te maken |
Waarom de helft? Wanneer een zaadcel en een eicel samensmelten, tellen de helften op tot het volle aantal. Bij mensen: lichaamscellen 46 chromosomen, geslachtscellen 23.
Belangrijke formules en begrippen
- Cel = basiseenheid van bouw en werking van het leven
- Prokaryoot: geen kernmembraan (nucleoïde); Eukaryoot: echte kern
- Alleen plantencel: celwand, bladgroenkorrels, grote vacuole
- Mitochondriën = energiecentrale (ATP); Lysosoom = zelfmoordzakje
- Osmose: water gaat van verdund naar geconcentreerd door een selectief doorlaatbaar membraan
- Hypotoon → zwelt op; Isotoon → geen verandering; Hypertoon → krimpt (plasmolyse)
- Mitose: 1 → 2 identiek, zelfde aantal chromosomen; Meiose: 1 → 4, de helft van het aantal
Uitgewerkte voorbeelden
1. Een cel heeft geen kernmembraan en geen mitochondriën. Is ze prokaryoot of eukaryoot? Noem een voorbeeld.
Geen kernmembraan betekent dat het DNA los in een nucleoïde ligt, en er zijn geen organellen met een membraan. Dus is ze prokaryoot, bijvoorbeeld een bacterie.
2. Een cel heeft een celwand en een grote vacuole maar geen bladgroenkorrels. Kan het toch een plantencel zijn?
Ja. Een celwand en een grote centrale vacuole wijzen op een plantencel. Cellen in wortels zijn niet groen, dus hebben ze geen bladgroenkorrels (ze kunnen wel leucoplasten hebben om zetmeel op te slaan).
3. Waarom zwellen rozijnen op in water maar wordt een gezouten stukje mango nat?
Rozijnen zijn binnenin geconcentreerder dan water, dus gaat water door osmose naar binnen (buiten hypotoon). Zout buiten de mango maakt de buitenkant geconcentreerder (hypertoon), dus verlaat water de cellen.
4. Menselijke lichaamscellen hebben 46 chromosomen. Hoeveel heeft elke cel na mitose? En na meiose?
Mitose houdt het aantal gelijk: 46 in elk van 2 cellen. Meiose halveert het: 23 in elk van 4 cellen.
5. Waarom kan een plantencel in zuiver water niet openbarsten, maar een rode bloedcel wel?
Water gaat in beide door osmose naar binnen. De stevige cellulosewand van de plantencel duwt terug en voorkomt barsten (de cel wordt turgescent). Een rode bloedcel heeft geen wand, dus blijft hij opzwellen en kan hij barsten.
6. Als het Golgi-apparaat van een cel stopt met werken, wat wordt dan beïnvloed?
Het Golgi-apparaat verpakt en verstuurt stoffen die het ER maakt en vormt lysosomen. Dus verpakking en afgifte (zoals van enzymen en hormonen) stoppen en er worden geen nieuwe lysosomen gevormd.
Veelgemaakte fouten
- Zeggen dat Robert Hooke levende cellen zag. De kurkcellen die hij zag waren dood; Leeuwenhoek zag als eerste levende cellen.
- Denken dat bacteriën geen DNA hebben. Ze hebben het wel; het zit alleen niet in een kernmembraan.
- Diffusie en osmose door elkaar halen. Osmose gaat alleen over water dat door een selectief doorlaatbaar membraan beweegt.
- Schrijven dat meiose 2 cellen geeft. Meiose geeft 4 cellen met de helft van de chromosomen; mitose geeft er 2.